發(fā)動機基本知識.ppt

發(fā)動機總論,一、發(fā)動機的分類和基本構(gòu)造 二、發(fā)動機常用術(shù)語 三、發(fā)動機的工作原理 四、發(fā)動機的主要性能指標和特性 五、發(fā)動機編號規(guī)則,引入問題,1 、什么是機器？組成機器的要素有哪些？ 2、汽車是一個機器，你估計汽車應(yīng)該有哪些部分組成？ 3、發(fā)動機有哪些部分組成？評價一臺發(fā)動機優(yōu)劣的指標是什么？ 4、參觀發(fā)動機實訓室，談?wù)勀愕膶W習的打算？,機器的組成,1、動力裝置：能源 2、傳動裝置：動力的傳遞、放大、減速等 3、執(zhí)行機構(gòu)：車輪 4、控制裝置：機械（轉(zhuǎn)向盤、制動踏板等）、電子控制裝置（ABS，ARS，ESP，定速巡航等等，發(fā)展迅速）,發(fā)動機的定義 發(fā)動機是將其它形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的機器。 有哪些其他形式的能量？,一、發(fā)動機的分類和基本構(gòu)造 1. 分類 內(nèi)燃機的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內(nèi)燃機分成不同的類型，下面讓我們來看看內(nèi)燃機是怎樣分類的。 (1) 按照所用燃料分類,(2) 按照行程分類 內(nèi)燃機按照完成一個工作循環(huán)所需的行程數(shù)可分為四行程內(nèi)燃機和二行程內(nèi)燃機。把曲軸轉(zhuǎn)兩圈(720)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復運動四個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為四行程內(nèi)燃機；而把曲軸轉(zhuǎn)一圈(360)，活塞在氣缸內(nèi)上下往復運動兩個行程，完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機稱為二行程內(nèi)燃機。汽車發(fā)動機廣泛使用四行程內(nèi)燃機。,(3) 按照冷卻方式分類 內(nèi)燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發(fā)動機和風冷發(fā)動機。水冷發(fā)動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環(huán)的冷卻液作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的；而風冷發(fā)動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質(zhì)進行冷卻的。水冷發(fā)動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代車用發(fā)動機。,(4) 按照氣缸數(shù)目分類 內(nèi)燃機按照氣缸數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機。僅有一個氣缸的發(fā)動機稱為單缸發(fā)動機；有兩個以上氣缸的發(fā)動機稱為多缸發(fā)動機。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發(fā)動機?，F(xiàn)代車用發(fā)動機多采用四缸、六缸、八缸發(fā)動機。,(5) 按照氣缸排列方式分類 內(nèi)燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發(fā)動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發(fā)動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角180(一般為90)稱為V型發(fā)動機，若兩列之間的夾角=180稱為對置式發(fā)動機。,水平對置式,優(yōu)勢：最大的優(yōu)點就是可以降低整車的重心，由此帶來的好處就是車輛的操控性得到了有效的提升 ；其二，發(fā)動機做功的間隔角較直列式和“V”形排列更加合理，更利于發(fā)動機的勻速做功，發(fā)動機運行的平順性也就越好，這樣就可以減小飛輪的質(zhì)量，從而可以加大發(fā)動機的有效功率輸出。 水平對置發(fā)動機是一種最符合運動機械原理的汽車發(fā)動機組合形式，其制造成本和工藝難度相當高，目前世界上只有保時捷和斯巴魯在使用。,W12,(6) 按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類 內(nèi)燃機按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發(fā)動機和強制進氣(增壓式)發(fā)動機。汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有采用增壓式的。,增壓,機械增壓： 機械增壓器壓縮機的驅(qū)動力來自發(fā)動機曲軸。一般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪，以曲軸運轉(zhuǎn)的扭力帶動增壓器，達到增壓目的。 渦輪增壓： 利用發(fā)動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪 ，,（7）按活塞運動的方式分類,馬自達RX-7,2. 基本構(gòu)造 發(fā)動機是一種由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復雜機器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發(fā)動機，還是二行程發(fā)動機；無論是單缸發(fā)動機，還是多缸發(fā)動機。要完成能量轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)工作循環(huán)，保證長時間連續(xù)正常工作，都必須具備以下一些機構(gòu)和系統(tǒng)。,曲柄連桿機構(gòu) 將氣體的壓力變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩 將活塞的往復運動變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動 把燃燒作用在活塞頂上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，以向工作機械輸出機械能,機體組,活塞連桿組 曲軸飛輪組,(2) 配氣機構(gòu) 配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。配氣機構(gòu)大多采用頂置氣門式配氣機構(gòu)，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅(qū)動組組成。,(3) 燃料供給系統(tǒng) 汽油機燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內(nèi)形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出。,(5) 冷卻系統(tǒng),(4) 潤滑系統(tǒng),(8) 起動系統(tǒng),(7) 點火系統(tǒng),二、發(fā)動機常用術(shù)語 1. 上止點 2. 下止點 3. 活塞行程 4. 曲柄半徑 5. 氣缸工作容積 6. 燃燒室容積 7. 氣缸總?cè)莘e 8. 發(fā)動機排量 9. 壓縮比 10. 工作循環(huán),（1）上止點活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠的極限位置，稱為上止點。 （2）下止點活塞頂部距離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最近的極限位置，稱為下止點。,（3）活塞行程S上、下止點之間的距離稱為活塞行程 （S=2R）。,（4）曲柄半徑R曲軸旋轉(zhuǎn)中心到曲柄銷中心之間的距離稱為曲柄半徑。通?；钊谐虨榍霃降膬杀叮磗=2R 。,（5）氣缸工作容積Vh活塞從一個止點運動到另一個止點所掃過的容積，稱為氣缸工作容積。一般用Vh 表示。單位是L（升）。,（6）燃燒室容積活塞位于上止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為燃燒室容積。一般用Vc表示。單位是L（升）。,（7）氣缸總?cè)莘e活塞位于下止點時，其頂部與氣缸蓋之間的容積稱為氣缸總?cè)莘e。一般用 Va表示，顯而易見，氣缸總?cè)莘e就是氣缸工作容積和燃燒室容積之和，即 Va VcVh,（8）壓縮比氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比稱為壓縮比。一般用表示。 表示吸入氣缸內(nèi)的可燃混合氣或新鮮空氣被壓縮的程度。 = Va /Vc=（Vh+ Vc）/ Vc=1+ Vh/Vc 式中： Va氣缸總?cè)莘e； Vh 氣缸工作容積； Vc 燃燒室容積； 通常汽油機的壓縮比為611，柴油機的壓縮比較高，一般為1622。,（9）工作循環(huán) 每一個工作循環(huán)包括進氣、壓縮、作功和排氣過程，即完成進氣、壓縮、作功和排氣四個過程叫一個工作循環(huán)。,（10） 發(fā)動機排量 多缸發(fā)動機各氣缸工作容積的總和，稱為發(fā)動機排量。一般用VL表示，單位是L（升） ： VL= i Vh 式中： Vh 氣缸工作容積； i氣缸數(shù)目。,已知某4缸發(fā)動機，氣缸直徑d=79mm，活塞行程s=91.5mm，壓縮比為10。計算氣缸工作容積，燃燒室容積及該發(fā)動機的總排量。,發(fā)動機工作原理,四沖程汽油機工作原理,1.進氣行程 活塞由曲軸帶動從上止點向下止點運動。進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊锨蝗莘e增大，在真空吸力的作用下，經(jīng)過濾清的空氣與汽油形成混合氣，經(jīng)進氣門被吸入氣缸，至活塞運動到下止點時，進氣門關(guān)閉，停止進氣，進氣行程結(jié)束。,2.壓縮行程 活塞在曲軸的帶動下，從下止點向上止點運動。進、排氣門均關(guān)閉，活塞上腔容積不斷減小，混合氣被壓縮，至活塞到達上止點時，壓縮行程結(jié)束。氣體壓力和溫度同時升高，混合氣進一步混合，形成可燃混合氣。此時，氣缸內(nèi)壓力為6001500kPa,溫度600800K ,遠高于汽油的點燃溫度, 很容易點燃,3.作功行程 壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花,點燃氣缸內(nèi)的可燃混合氣，并迅速著火燃燒，氣體產(chǎn)生高溫、高壓，推動活塞由上止點向下止點運動，再通過連桿驅(qū)動曲軸旋轉(zhuǎn)向外輸出作功。,4.排氣行程 在作功行程終了時，排氣門被打開，活塞在曲軸的帶動下由下止點向上止點運動。廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅(qū)趕作用下，自排氣門排出氣缸，至活塞運動到上止點時，排氣門關(guān)閉，排氣行程結(jié)束。,小 結(jié),1.發(fā)動機自行運轉(zhuǎn)之前需要外力完成進氣和壓縮兩個沖程，通常用人力、電動機等帶動發(fā)動機曲軸和運轉(zhuǎn)。 2.在四個沖程中只有作功沖程是活塞帶動曲軸轉(zhuǎn)動，其他三個沖程都是曲軸帶動活塞運動 。 3.在整個循環(huán)過程中，進氣門、排氣門各開啟一次。 一個工作循環(huán)曲軸旋轉(zhuǎn)720（2圈）；活塞上、下運動四次（4個行程）。,4.發(fā)動機著火的基本條件是 油：有油，混合氣濃度合適。 電：能產(chǎn)生足夠的火花,點燃可燃混合氣。 氣：氣缸有足夠壓力。 點火正時：壓縮沖程上止點前點火。 配氣正時：定時將進、排氣門開關(guān),四沖程柴油機工作原理,四沖程柴油機工作原理,1.進氣行程 曲軸帶動活塞從上止點向下止點運動，進氣門開啟， 排氣門關(guān)閉，氣缸內(nèi)活塞上腔容積逐漸增大，形成真空 度，在真空吸力作用下，新鮮空氣被吸入氣缸。 2.壓縮行程 曲軸帶動活塞從上止點向下止點運動，進氣門開啟， 排氣門關(guān)閉，氣缸內(nèi)活塞上腔容積逐漸減小，空氣被壓 縮，壓力、溫度升高。,3.作功行程 壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器噴入氣缸內(nèi) 的高壓空氣中，迅速汽化并與空氣形成可燃混合氣，柴油自行著火燃燒，氣缸內(nèi)壓力、溫度急劇升高，推動活塞由上止點向下止點運動，帶動曲軸旋轉(zhuǎn)作功。 4.排氣行程 在作功終了時，排氣門被打開，曲軸帶動活塞由下止點向上止點運動，廢氣在自身的剩余壓力和活塞的驅(qū)趕作用下，自排氣門排出氣缸。,示功圖,在活塞式機器的一個循環(huán)中，氣缸內(nèi)氣體壓力隨活塞位移（或氣缸內(nèi)容積）而變化形成循環(huán)曲線，循環(huán)曲線所包圍的面積可表示為機器所作的功或所消耗的功，故稱為示功圖,進氣行程,排氣門關(guān)閉,進氣門開啟,活塞,溫度370440 K， 壓力7590 kPa,大氣壓力線,P,V,r,a,示功圖,上止點,下止點,示功圖：表示活塞在不同位置時氣缸內(nèi)氣體壓力的變化情況。,壓縮行程,排氣門關(guān)閉,活塞,壓縮比： =Va/Vc,P,V,r,a,示功圖,大氣壓力線,c,上止點,下止點,溫度600800K， 壓力6001500 kPa,進氣門關(guān)閉,作功行程,進氣門關(guān)閉,排氣門關(guān)閉,活塞,P,V,r,示功圖,大氣壓力線,c,Z,b,上止點,下止點,瞬時最高：溫度22002800 K， 壓力35MPa,作功終了：溫度15001700 K， 壓力300500 kPa,排氣行程,進氣門關(guān)閉,排氣門打開,活塞,P,V,r,示功圖,大氣壓力線,c,Z,b,上止點,下止點,溫度9001200 K 壓力105125 kPa,殘余廢氣,四、發(fā)動機的主要性能指標與特性 1. 發(fā)動機性能指標 發(fā)動機的性能指標是用來衡量發(fā)動機性能好壞的標準。發(fā)動機的主要性能指標有：動力性能指標，經(jīng)濟性能指標和排放性能指標。 (1) 動力性能指標 (2) 經(jīng)濟性能指標 (3) 排放性能 排放性能指標包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。 2. 特性 發(fā)動機的主要性能指標有效扭矩Te，有效功率Pe，有效耗油率隨其運轉(zhuǎn)工況(負荷、轉(zhuǎn)速)變化而變化的關(guān)系稱為發(fā)動機的特性。其性能指標隨發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系稱為發(fā)動機的速度特性，而性能指標隨負荷變化的關(guān)系稱為發(fā)動機的負荷特性。用曲線來表示這些關(guān)系，稱為發(fā)動機的特性曲線。發(fā)動機特性是對發(fā)動機性能進行全面評價和鑒定的依據(jù)。在發(fā)動機特性中 ，其速度特性最為常用,動力性指標 有效轉(zhuǎn)矩：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的轉(zhuǎn)矩 有效功率：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率,經(jīng)濟性指標 燃油消耗率：發(fā)動機每發(fā)出1kw有效功率，在1h內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量。,五、發(fā)動機編號規(guī)則 為了便于內(nèi)燃機的生產(chǎn)管理和使用，國家標準(GB72582)內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則中對內(nèi)燃機的名稱和型號作了統(tǒng)一規(guī)定。,1-4 發(fā)動機維修基礎(chǔ)知識,基本概念： 維修：維護和修理的簡稱。 維護：基本任務(wù)是采用相應(yīng)的技術(shù)措施預防故障的發(fā)生，避免零部件的損壞；是強制執(zhí)行的措施。 修理：基本任務(wù)是排除已發(fā)生的故障和修復或更換已損壞的零部件，恢復發(fā)動機的工作能力和良好的狀況。是視需進行的措施。,1-4 發(fā)動機維修基礎(chǔ)知識 一、汽車維護基礎(chǔ)知識,維護,預防性維護,非預性防維護,例行維護,計劃維護,日常維護,停駛維護,換季維護,一級維護,二級維護,預防性維護：為預防故障發(fā)生和維持汽車工作能力而進行。非預防性維護：發(fā)生故障后進行。,例行維護：內(nèi)容和時機與汽車行駛里程無關(guān) 。計劃維護：內(nèi)容和時機與汽車行駛里程有關(guān) 。,1-4 發(fā)動機維修基礎(chǔ)知識 一、汽車維護基礎(chǔ)知識,2汽車維護方式 概念：維護類型、維護時機和維護內(nèi)容的綜合體現(xiàn)。 類型：定期、按需、事后。 定期維護：每隔一定的時間或行駛里程進行一次，內(nèi)容、時機均有明確的規(guī)定。屬計劃維護。 按需維護：用診斷或檢測設(shè)備定期進行診斷或檢查，根據(jù)檢查結(jié)果按需進行。屬計劃維護。 事后維護：故障發(fā)生后進行。屬非預防維護。,1-4 發(fā)動機維修基礎(chǔ)知識 一、汽車維護基礎(chǔ)知識,3汽車維護作業(yè)的分類 維護作業(yè)分類并非一成不變，實際中可根據(jù)企業(yè)的規(guī)模、維護設(shè)備、人員、場地的具體情況進行適當調(diào)整。 （1）清潔作業(yè) （2）檢查與緊固作業(yè) （3）檢查與調(diào)整作業(yè) （4）電器作業(yè) （5）潤滑作業(yè) （6）輪胎作業(yè) （7）加注作業(yè),1-4 發(fā)動機維修基礎(chǔ)知識 二、汽車修理基礎(chǔ)知識,1汽車零件的清洗 （1）油污清洗。刮除和清洗液清洗。 注意： 使用汽油清洗不安全； 鋁合金件不能在強堿性清洗液中清洗； 非金屬類橡膠零件應(yīng)使用酒精或制動液清洗。 （2）積炭清除。機械清除法、化學清除法。 （3）水垢的清除。一般采用化學清除法 。,1-4 發(fā)動機維修基礎(chǔ)知識 二、汽車修理基礎(chǔ)知識,2汽車零件的修復方法 （1）機械加工修復法。通過機加工使零件恢復尺寸和配合特性，包括分級修理和鑲套修理。 （2）壓力加工修復法。通過對零件施加外力，恢復零件損傷部位的尺寸和形狀， （3）焊接修復法。利用熱量將零件基體金屬和料金屬熔化并熔合，填補零件的磨損部位或連接斷裂的零件。常用是手工電弧焊和氣焊。 （4）粘接修復法。使用粘接劑貼補或連接損壞零件。,1-4 發(fā)動機維修基礎(chǔ)知識 二、汽車故障診斷基礎(chǔ)知識,1汽車故障的定義和類型 汽車故障：汽車部分或完全喪失工作能力的現(xiàn)象。 類型：局部故障和完全故障。 2汽車故障的產(chǎn)生原因 磨損、腐蝕、變形、疲勞、老化、松動、損傷或損壞、使用或調(diào)整不當?shù)取?3汽車故障的診斷方法 （1）經(jīng)驗診斷法：問、看、聽、嗅、摸、試。 （2）現(xiàn)代診斷法：總成不解體，用儀表和設(shè)備診斷。,1-4 發(fā)動機維修基礎(chǔ)知識 四、汽車維修作業(yè)的組織,1固定工位作業(yè)形式 在一個固定工位上進行全部維修工作。 由一組維修人員在規(guī)定時間內(nèi)完成。 作業(yè)組由全能工人或?qū)I(yè)工人組成。 難以使用專業(yè)設(shè)備，工作效率低。 適用于車型復雜、規(guī)模比較小的維修企業(yè)。 2流水作業(yè)形式 按工藝特點在幾個連